Un agujero en el universo

Un enorme agujero en el universo, en el que no hay apenas galaxias, estrellas y gas, pero que tampoco contiene la misteriosa materia oscura, aparece en el mapa del cielo que ha hecho la batería de radiotelescopios VLA en Nuevo México (Estados Unidos). No es un agujero negro, que se detecta como una pequeña zona muy densa, sino una zona casi vacía.

Aunque ya se conocían zonas semivacías en la estructura a gran escala del universo, este agujero es mucho mayor que cualquiera de los detectados hasta ahora. Mide casi 1.000 millones de años luz de diámetro y está a una distancia de entre 6.000 y 10.000 millones de años luz de la Tierra, en dirección hacia la constelación de Erídano.

Los astrónomos de la Universidad de Minnesota (EE UU) que han hecho el descubrimiento reconocen que nunca esperaron encontrar una zona vacía de este tamaño, aunque también recuerdan que su descubrimiento debe ser confirmado por nuevas observaciones. "Lo que hemos encontrado no es normal, tanto si nos basamos en estudios derivados de observaciones como en simulaciones por ordenador de la evolución a gran escala del universo", ha explicado Liliya Williams, uno de los investigadores. Las observaciones indican varias zonas en las que el número de galaxias es un 20% o menos del normal.

La energía oscura produce cambios en la radiación de fondo en su camino hacia la Tierra

Sin embargo, los astrónomos no han buscado una aguja en un pajar. Sabían dónde mirar con la batería gigante de radiotelescopios del Observatorio Nacional de Radioastronomía. "Ya sabíamos que había algo raro en este punto del cielo", ha dicho Lawrence Rudnick. Esta región se había llamado la zona fría del WMAP porque sobresalía en el mapa de la radiación de fondo de microondas que hizo en 2004 ese satélite de la NASA. La radiación de fondo es la reliquia del Big Bang, en forma de ondas electromagnéticas en el rango de las microondas.

En el retrato del universo primitivo que obtuvo el satélite, las irregularidades indican las estructuras que existían ya muy poco después de la Gran Explosión, las semillas de las futuras galaxias y nebulosas. Los astrónomos y cosmólogos se preguntaban si esa zona fría era propia de la radiación de fondo y, por tanto, indicaba una estructura o semilla de estructura en el universo primitivo, o si estaba causada por algo mucho más cercano. Ese algo produciría cambios en la radiación de fondo al pasar por allí en su camino hacia las cercanías de la Tierra, desde donde la observó el satélite.

En cuanto a la primera suposición, Marcos Cruz y sus compañeros de la Universidad de Cantabria, entre otros, se preguntaron tras el descubrimiento si la zona fría podría indicar defectos topológicos en la estructura del espacio tiempo, una teoría propuesta hace años por Neil Turok, de la Universidad de Cambridge.

Las observaciones ahora hechas públicas, aceptadas para su publicación en The Astrophysical Journal, parecen inclinar la balanza hacia la segunda suposición. "Aunque nuestros sorprendentes resultados deben ser confirmados por otros equipos, la temperatura ligeramente inferior de la radiación de fondo en esta región parece estar causada por un gran agujero casi sin materia", afirma Rudnick.

Los cambios en la radiación de fondo ante la ausencia de materia se deben a la energía oscura, explica el observatorio. Esta misteriosa energía se convirtió en dominante en el universo cuando éste tenía ya tres cuartas partes del tamaño actual. La energía oscura funciona oponiéndose a la gravedad y está causando la aceleración creciente en la expansión del universo que se ha observado en la última década.

Los fotones de la radiación de fondo que pasan por un gran agujero antes de llegar a la Tierra tienen menos energía (son más fríos) que los que pasan a través de un volumen en el que existe una distribución normal de la materia. Eso explicaría la zona fría en el mapa del WMAP.

En el modelo de expansión simple del universo, sin la energía oscura, los fotones que se acercan a una gran masa, como un supercúmulo de galaxias, toman energía de su gravedad. Cuando se alejan, la gravedad les quita energía y el resultado es que terminan con la misma que cuando empezaron su interacción con el objeto celeste. Sin embargo, cuando están en una zona del universo en la que reina la energía oscura, no vuelven a su nivel original de energía porque ésta contrarresta la gravedad.